CN112201890A - 一种软包电池电芯防火装置及软包电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源技术领域，公开一种软包电池电芯防火装置及软包电池模组，软包电池电芯防火装置包括：模组间防护组件，所述模组间防护组件包括围设在电池模组外表面的多个外防护隔板，所述外防护隔板的两侧表面喷涂有防护涂层；电芯间防护组件，所述电芯间防护组件包括一一夹装于相邻电芯之间的多个内防护隔板，所述内防护隔板上的两侧表面喷涂有所述防护涂层。软包电池模组包括上述软包电池电芯防火装置。本发明公开的软包电池电芯防火装置采用模组间防护组件和电芯间防护组件相结合的防护方式，能够对电芯及电池模组构成有效防护，防止电芯火焰蔓延。本发明提供的软包电池模组采用上述软包电池电芯防火装置，具有更高的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种软包电池电芯防火装置及软包电池模组。
背景技术
随着新能源汽车的日益普及，动力电池的应用也愈加广泛，相应地动力电池的安全性越来越受到社会的关注。软包电池是采用软包方式包装的一种动力电池，软包电池的电芯在发生碰撞或热失控时，其由于本身结构及组成原因，容易产生燃烧或爆炸，造成电池以及整车的失效，并带来安全隐患。
现有技术下的软包电池模组的防护装置多是在电池模组外套装类似防护壳状的结构，该种类型的防护装置防护效果一般，无法有效阻燃，且无法对模组内的电芯之间进行有效的防火保护。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种软包电池电芯防火装置及软包电池模组，以解决现有技术下的软包电池防护装置存在的防护效果差和无法有效阻燃的技术问题。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种软包电池电芯防火装置，其包括：
模组间防护组件，所述模组间防护组件包括围设在电池模组外表面的多个外防护隔板，所述外防护隔板的两侧表面喷涂有防护涂层；
电芯间防护组件，所述电芯间防护组件包括一一夹装于相邻电芯之间的多个内防护隔板，所述内防护隔板上的两侧表面喷涂有所述防护涂层。
作为一种软包电池电芯防火装置的优选方案，所述防护涂层为膨胀型防护涂层，所述防护涂层在受热时能够膨胀发泡以隔热防火。
作为一种软包电池电芯防火装置的优选方案，所述防护涂层由基料和膨胀阻燃剂混合而成，所述基料为聚丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液和环氧树脂中的任意一种，所述阻燃膨胀剂为多聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇中的任意一种或多种的混合物。
作为一种软包电池电芯防火装置的优选方案，所述外防护隔板为云母板，所述云母板的厚度为0.2～0.6mm，所述外防护隔板上的所述防护涂层的喷涂厚度为0.1～0.5mm。
作为一种软包电池电芯防火装置的优选方案，所述内防护隔板为柔性云母板，所述柔性云母板的厚度为0.1～0.4mm，所述内防护隔板上的所述防护涂层的喷涂厚度为0.1～0.5mm。
作为一种软包电池电芯防火装置的优选方案，所述柔性云母板为多层复合玻璃纤维网格与多层云母纸按一定厚度进行复合的复合板。
作为一种软包电池电芯防火装置的优选方案，所述内防护隔板沿所述电芯的外轮廓设置，所述内防护隔板从所述电芯的后端延伸至所述电芯的前端并与所述电芯的极耳的一侧贴合。
作为一种软包电池电芯防火装置的优选方案，所述电芯间防护组件还包括极耳防护隔板，所述极耳防护隔板呈L型，所述极耳防护隔板与所述极耳的另一侧及所述电芯的前端侧面贴合，所述极耳防护隔板的两侧表面喷涂有所述防护涂层。
作为一种软包电池电芯防火装置的优选方案，所述外防护隔板通过胶粘安装于所述电池模组的外表面，所述内防护隔板及所述极耳防护隔板通过胶粘安装于所述电芯上。
一种软包电池模组，其包括平行排布的多个电芯和如上述任意一方案所述的软包电池电芯防火装置。
本发明的有益效果为：
本发明提供的软包电池电芯防火装置采用模组间防护组件和电芯间防护组件相结合的防护方式，能够从外部及内部形成对电芯及电池模组的综合防火保护，防护涂层则进一步提高了模组间防护组件和电芯间防护组件的防护能力，能够有效防护电芯因碰撞及热失控所引起的燃烧问题，从而确保周围电池模组及整车的安全。本发明提供的软包电池模组采用上述软包电池电芯防火装置，具有更高的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的软包电池模组的拆分结构示意图；
图2是本发明实施例提供的电芯及电芯间防护组件的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的电芯间防护组件的安装示意图。
图中标示如下：
1、外防护隔板；2、内防护隔板；3、极耳防护隔板；4、防火涂层；5、电池模组，51、电芯；511、极耳。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1-图3所示，本发明实施例提供一种软包电池电芯防火装置，用于对软包电池模组进行爆燃防护。该软包电池电芯防火装置包括设置于电池模组5外的模组间防护组件和设置于电芯51之间的电芯间防护组件。模组间防护组件设置于电池模组5的外侧表面，用于在外部对电池模组5进行防护，防止对相邻的电池模组5造成损害。电芯51间防护组件设置于电池模组5内的电芯51之间，用于对电芯51进行具体防护，防止火焰在电芯51之间蔓延及防止火焰蔓延至电池模组5外部。
具体地，如图1所示，模组间防护组件包括设置于电池模组5的外侧表面的多个外防护隔板1。一般电池模组5为由多个电芯51平行排布形成的六面体形，因此外防护隔板1设置有六个，每个防护隔板贴合固定于电池模组5的一个外表面。在本实施例中，优选地，外防护隔板1通过胶粘方式固定于电池模组5的外表面。
外防护隔板1的两侧表面喷涂有防火涂层4，防火涂层4用于降低电芯51及外防护隔板1的可燃性，阻滞火焰的迅速蔓延，粘合胶层涂覆于防火涂层4的外侧。在本实施例中，防火涂层4选用膨胀型防火涂层，膨胀型防火涂层能够在受热时膨胀发泡，以形成炭质泡沫隔热层来封闭电池模组5内部，延迟热量的传递，有效防止爆燃对相邻电池模组5的影响。
进一步地，膨胀型防火涂层为有机复合型涂层，其由基料和膨胀阻燃剂按照一定的比例混合而成。具体地，基料为聚丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液和环氧树脂中的任意一种，阻燃膨胀剂为多聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇中的任意一种或多种的混合物。进一步地，防火涂层4中还包含助剂，助剂为增塑剂、分散剂、消泡剂及成膜剂中的一种或多种。
在本实施例中，外防护隔板1选用云母板，云母板为柔性云母板与有机胶水经粘合、加温和压制而成的板状结构，其具有非常好的耐高温及绝缘性能，能够对电芯51形成有效的防护。可选地，云母板的厚度设置为0.2～0.6mm，以在有效隔热及绝缘的前提下减小电池模组的整体体积，增大电池容量密度。优选地，云模板的厚度设置为0.4mm。进一步地，外防护隔板1上的防火涂层4的喷涂厚度设置为0.1～0.5mm，以在保持外防护隔板1整体厚度的同时保证较好的防护性能。优选地，外防护隔板1上喷涂的防火涂层4的喷涂厚度设置为0.3mm。
如图2和图3所示，电芯51间防护组件设置于平行排布的多个电芯51之间，电芯51间防护组件包括多个内防护隔板2，每相邻两个电芯51之间夹装一个内防护隔板2。内防护隔板2用于阻断火焰在电芯51之间的蔓延，在电池模组5内部形成第一道防护。内防护隔板2通过胶粘的方式与其两侧的电芯51贴合固定。
内防护隔板2的形状与其中一侧的电芯51的外部轮廓相吻合，即，内防护隔板2沿其中一侧的电芯51的外部轮廓延伸，内防护隔板2从其中一侧电芯51的后端延伸至该侧电芯51的前端并与该电芯51的极耳511的一侧表面贴合。电芯51的另一侧面由安装在该电芯51另一侧内防护隔板2进行防护。
电芯51间防护组件还包括极耳防护隔板3，极耳防护隔板2用于对极耳511的另一侧表面进行防护。极耳防护隔板3呈L形，其通过胶粘的方式贴合固定于电芯51的前端，内防护隔板2的的两个折边的内表面分别与电芯51的前端面和极耳511的另一侧表面贴合。
电芯间防护组件的上述结构设置能够尽可能覆盖到电芯51的全部外露面积，形成对电芯51的全面积防护。为进一步保证防护效果，在本实施例中，内防护隔板2和极耳防护隔板3的两侧表面也喷涂有防火涂层4。优选地，防火涂层4选用有机复合型的膨胀型防火涂层。
为保证软包形式的电芯51的柔性，防止电芯51间折弯空间不足而导致电池模组5安装困难，本实施例中内防护隔板2及极耳防护隔板3选用厚度较薄的柔性云母板，柔性云母板为多层复合玻璃纤维网格与多层云母纸按一定厚度进行复合的复合板。可选地，柔性云母板的厚度设置在0.1～0.4mm之间。优选地，柔性云母板的厚度设置为0.2mm。进一步地，内防护隔板2和极耳防护隔板3的两侧表面所喷涂的防火涂层4的喷涂厚度设置在0.1～0.5mm之间。优选地，内防护隔板2和极耳防护隔板3的两侧表面所喷涂的防火涂层4的喷涂厚度设置为0.3mm。
本发明还提供了一种软包电池模组，其包括多个平行排布的电芯51，还包括如上述方案所描述的软包电池电芯防护装置，其具有相比于现有的软包电池模组更高的防火防护性能和安全性能。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种软包电池电芯防火装置，其特征在于，包括：
模组间防护组件，所述模组间防护组件包括围设在电池模组(5)外表面的多个外防护隔板(1)，所述外防护隔板(1)的两侧表面喷涂有防火涂层(4)；
电芯间防护组件，所述电芯间防护组件包括一一夹装于相邻电芯(51)之间的多个内防护隔板(2)，所述内防护隔板(2)上的两侧表面喷涂有所述防火涂层(4)。
2.根据权利要求1所述的软包电池电芯防火装置，其特征在于，所述防火涂层(4)为膨胀型防火涂层，所述防火涂层(4)在受热时能够膨胀发泡以隔热防火。
3.根据权利要求2所述的软包电池电芯防火装置，其特征在于，所述防火涂层(4)由基料和膨胀阻燃剂混合而成，所述基料为聚丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液和环氧树脂中的任意一种，所述阻燃膨胀剂为多聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇中的任意一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的软包电池电芯防火装置，其特征在于，所述外防护隔板(1)为云母板，所述云母板的厚度为0.2～0.6mm，所述外防护隔板(1)上的所述防火涂层(4)的喷涂厚度为0.1～0.5mm。
5.根据权利要求1所述的软包电池电芯防火装置，其特征在于，所述内防护隔板(2)为柔性云母板，所述柔性云母板的厚度为0.1～0.4mm，所述内防护隔板(2)上的所述防火涂层(4)的喷涂厚度为0.1～0.5mm。
6.根据权利要求5所述的软包电池电芯防火装置，其特征在于，所述柔性云母板为多层复合玻璃纤维网格与多层云母纸按一定厚度进行复合的复合板。
7.根据权利要求1所述的软包电池电芯防火装置，其特征在于，所述内防护隔板(2)沿所述电芯(51)的外轮廓设置，所述内防护隔板(2)从所述电芯(51)的后端延伸至所述电芯(51)的前端并与所述电芯(51)的极耳(511)的一侧贴合。
8.根据权利要求7所述的软包电池电芯防火装置，其特征在于，所述电芯间防护组件还包括极耳防护隔板(3)，所述极耳防护隔板(3)呈L型，所述极耳防护隔板(3)与所述极耳(511)的另一侧及所述电芯(51)的前端侧面贴合，所述极耳防护隔板(3)的两侧表面喷涂有所述防火涂层(4)。
9.根据权利要求8所述的软包电池电芯防火装置，其特征在于，所述外防护隔板(1)通过胶粘安装于所述电池模组(5)的外表面，所述内防护隔板(2)及所述极耳防护隔板(3)通过胶粘安装于所述电芯(51)上。
10.一种软包电池模组，其特征在于，包括平行排布的多个电芯(51)和如权利要求1-9任一项所述的软包电池电芯防火装置。
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